炮击进行反击，并于2月17日凌晨击中1艘战列舰和1艘巡洋舰，但其口径最大的岸防炮一直没有射击，以免在美军开始突击上陆之前暴露炮位。17日9时许，当水下爆破队在12艘步兵登陆艇的火力支援下，向该岛的东海岸接近时，日军以为这是美军开始突击上陆，它的大口径炮就开始射击，并击毁登陆艇9艘，其余3艘也被击伤。“内华达”号战列舰立即对这些新目标开始反击，火力支援编队中的其他舰只也跟着对其射击。18日，火力支援编队开始转移，以便集中火力轰击登陆岸滩。但是，这一行动或许是错误的，因为日军根据其现行的战术原则，已经撤离岸摊地区，在两个筑垒阵地之间的地域内只留下少量的抗登陆兵力。
在舰炮进行火力准备的过程中，护航航空母舰的舰载机进行了有力的配合，时而观测弹着情况，时而空投燃烧弹，以便烧掉日军遮盖目标用的绿草青枝和其它伪装物。无论230公斤的普通炸弹，还是50毫米的火箭弹，都不能摧毁日军的坚固炮兵阵地。但是，火箭弹命中率高，对不太坚固的日军阵地来说倒是一种可怕的兵器。从马里亚纳起飞的岸基航空兵也来压制岛上的敌人，因为常常有云遮住目标，高空轰炸的效果微乎其微。
第58特混舰队空袭东京后立即撤离，以便参加对硫黄岛的轰炸。与此同时，哈里·希尔海军少将也率领突击部队载运担任突击上陆的登陆兵向硫黄岛接近。当时和突击部队一起行动的还有以观察员身份前来的海军部长詹姆斯·福雷斯特尔，以及太平洋舰队海军陆战队司令霍兰·史密斯中将。
2月19日，即登队日，特纳中将亲自指挥两栖作战编队的火力支援队。这时，舰炮火力支援队已把射速较慢的破坏射击改为压制性的急促射击，使日本守军钻入了地下。第58特混舰队的百余架舰载机在硫黄岛上空盘旋呼啸，火箭掸、普通炸弹和燃烧弹同时并用，并用机枪频频进行扫射。紧接着，舰队又恢复舰炮射击，岛上硝烟滚滚，遮天盖地。这时，近500艘登陆艇载着海军陆战第4师和第5师的8个营向出发线运动。8时30分，由68辆履带登陆车组成的第一波向岸滩冲去。这时，舰炮转移火力，向登陆部队的前方和两翼进行徐进弹幕射击和固定弹幕射击。还有50余艘装甲艇同时向前驶去，以便进行直接火力支援。
美军认为，以这一压倒优势的兵力实施突击，第1波部队定会突破登陆地段，继续向前推进一定距离。可是没有想到，在水际滩头就遇到了障碍，甚至陷入无法前进的状态。这里除了海岸陡峭之外，土质（火山灰堆积而成）非常松软，承受不住履带登陆车的重量。许多履带登陆车底部一着地就陷到泥里。这样，后续登陆艇波也披挡住，不能抢滩上岸。大部分登陆艇处于坐底倾斜状态，甚至灌进了海水。后到的登陆艇撞在先到的已经破损的登陆艇上，有的碰坏了螺旋桨，有的艇底被撞穿，搞得狼狈不堪。
好不容易才登上岸的海军陆战队员，开始沿着一阶一阶的台地继续向高地突击。火力支援队的猛烈炮击曾一度使日军几乎停止射击，但当压制射击一结束，日军又继续还击，机枪、迫击炮和大口径炮先后开火。当海军陆战队员登上第一阶台地时，遭到中部阵地的步枪和机枪的猛烈射击。尽管损失很大，但登陆兵仍能奋勇前进，由一个弹坑跑到另一个弹坑，向第二阶台地猛冲。坦克和重火器行动缓慢，不能跟进支援。这主要是因为坦克登陆舰、中型登陆舰及其它登陆艇不是难以抢摊，就是由于底质松软无法抛锚，从而造成相互碰撞，加剧了登陆地域的混乱状态。
19日一整天，海军陆战队的右翼在该岛的东北高地附近受阻，象钉在那里一样难以前进。进攻中部地区的部队用火焰喷射器和75毫米坦克炮摧毁数个工事后，推进到1号机场。海军陆战队的左翼迅速通过一段狭窄地域，终于把褶钵山的守军孤立起来。所有这些战果都是登陆兵在大口径炮从侧翼不断进行掩护下，冒着冲天而起的火山灰烟尘，充分利用植物和地形进行隐蔽而取得的。当然，为此也付出了巨大的代价，第一天上陆的30；000人中，到天黑时已有2；400人战死。
2月20日，进攻中部地区的海军陆战队占领1号机场，右翼部队开始进入东北部的丘陵地区，最左翼的团战斗队开始突击褶钵山。美军对这里的防御工事进行爆破和火攻，并用手榴弹、火焰喷射器、火箭弹和炸药等封闭该阵地的各个洞口，切断它与其它阵地的联系。用了将近3天的时间，才攻下这个山头。23日晨，美军包围了褶钵山，一名士兵登上山顶，插上一面美国国旗。将近中午时，海军陆战队又升起一面全岛都能看得见的更大的国旗。这就是摄影记者乔·罗森塔尔所拍摄的那面第二次升起的美国国旗。后来，这张照片翻印的最多，创所有战争照片的最高记录。这时，海军陆战第4师和海军陆战第5师的两个团转移到右翼，开始对东北高地发起突击。由于两个伤亡严重的营撤出了战斗，便令担任预备队的海军陆战第3师投入战斗，以加强第4师和第5师结合部的进攻。
美军在向东北高地推进的过程中，在岩缝、峡谷和岩洞中与日军展开了白刃格斗。在此期间，美军已经上岸的炮兵进行弹幕射击，并得到舰炮的支援。在这次作战过程中，炮火支援舰只实际发射炮弹近30万发，达14；000余吨。夜间，美军舰只不断发射照明弹，打开探照灯以防日军利用夜暗发动反击。航空母舰进行的航空火力支援非常有效，特别是第58特混舰队前4天在硫黄岛海域所实施的航空火力支援更是这样。各种支援兵力的协同动作达到一个新的水平，这说明美军已在改进通信方法和总结经验教训的基础上进行了适当的训练。尽管如此，对那些构筑巧妙的许多坚固工事仍须在坦克抵近射击的支援下，由步兵一一予以拔除。
21日傍晚，日军开始反击。当时，约有20架“神风”特攻机在战斗机的掩护下飞临硫黄岛上空，并冲向登陆支援编队中的护航航空母舰。“萨拉托加”号大型航空母舰为遂行夜间战斗任务正在这一海域活动。5艘军舰遭到特攻机的撞击，其中3艘损伤不甚严重。“萨拉托加”号被3架特攻机和数颗炸弹击中，舰上一片火海，舰体水下部分炸开一个大洞，只是由于灭火和损管抢修比较得力才免于沉没，但伤亡近300人，必须大修，直到战争结束再未参加战斗。“俾斯麦海”号护航航空母舰遭到两架“神风”特攻机的袭击，顿时烈火熊熊，爆炸声此伏彼起，终于引爆了弹药舱，舰尾被炸毁，舰员弃舰最后倾覆沉没，损失舰员350人。
按预定计划，准备用5天时间夺取硫黄岛，但实际上浴血奋战一个来月。3月16日虽已宣布占领了全岛，可是隐藏起来的日军在3月25日还发起一次最后反击。最后，除200名日军被俘外，其余全部战死。硫黄岛登陆战役中，登陆一方的伤亡人数超过了抗登陆一方。美军在陆上和海上作战的人员中，约有7；000人战死（含负伤后死亡的人数），19；000人负伤。尼米兹海军五星上将说：“在硫黄岛参战的美军中，非凡的勇气成为共同的美德。”
对日本本土的作战早在硫黄岛上的盟军机场投入使用之前就开始了。2月25日，第58特混舰队的战斗机和轰炸机，协同200架B…29重轰炸机，对东京进行了大规模的空袭。B…29重轰炸机把日本首都的一个2平方英里的地区炸成废墟，而航空母舰的舰载机则对军事目标实施突击，击毁日军飞机约150架。第58特混舰队从东京海域撤离后向西南驶去，以便空袭冲绳岛，并进行航空照相。然后，返回乌利西锚地加油，准备实施下一战役。
进攻冲绳岛
美军攻占塞班岛后不久，斯普鲁恩斯将军即提出建议：应尽快夺取日本西南约350海里的冲绳岛。他强调指出，该岛若为美军占领，就可为航空兵提供基地，以便与即将建成的马里亚纳轰炸机基地遥相呼应。当时，参谋长联席会议正在拟定进攻台湾的作战计划，没有采纳斯普鲁恩斯的建议。后因决定收复菲律宾而取消了进攻台湾的作战计划。当时，盟军在太平洋战区的兵力还不能同时攻占菲律宾和台湾。以吕宋岛为基地可以切断日本与南洋资源地的海上交通线，也可把吕宋岛用作进攻日本本土的前进基地。从这方面来说，也许它与台湾具有同样的重要性。但是，如要利用吕宋岛上的机场对日本工业中心进行有效的轰炸，则嫌离日本本土太远。因此，参谋长联席会议重新考虑斯普鲁恩斯的建议，终于决定集中足够的兵力进攻冲绳岛。如上所述，1944年10月就下达了依次夺取硫黄岛和冲绳岛的命令。
为了支援和掩护进攻冲绳岛的作战，第58特混舰队于1945年3月中旬从乌利西锚地出发。斯普鲁恩斯和米彻尔两位将军也同舰队一起行动，分别负责战略指挥和战术指挥。斯普鲁恩斯知道，快速航空母舰舰队这次出动，在几周之内是不可能返回基地的。在中太平洋部队所进行的几次进攻作战中，冲绳岛登陆作战的规模最大，为此，必须投入更多的部队，花费更长的时间。补给是一个大难题，必须组织护航运输队不断向前运送。但舰船进入作战海战后很容易受到台湾、中国、琉球和日本本土等地日本岸基飞机的袭击，尤其“神风”特攻机必将大肆拼搏，这是可想而知的。当然，美军会在冲绳岛上已经占领的地区尽快修建机场。但是，从冲绳机场起飞的飞机充其量只能支援地面部队作战，难以再去保障护航运输队的安全。因此，这就需要大型航空母舰留在冲绳海域，主要任务是以舰载机保障护航运输队的安全，直至夺取该岛或完全消除空中威胁为止。
为给冲绳登陆扫除障碍，第58特混舰队于3月18日和19日，对九州地区的机场、日本本土的南部地区和已经失去昔日威风停在濑户内海的日本舰队的残余舰艇，多次进行大规模空袭。这回，日本飞机进行了反击，轰炸了“企业”号、“约克城”号、“富兰克林”号和“黄蜂”号舰空母舰。仅“富兰克林”号遭到重创，当时该舰正在组织舰载机起飞，被2颗炸弹击中。炸弹穿透机库甲板，并引起大火和爆炸，800多舰员丧生。“富兰克林”号虽损伤严重，但仍未沉没，这在第二次世界大战中，或许在海战史上也是绝无仅有的。该舰的损管工作做得十分得力，竟能依据自身的动力返回美国本上去进行大修。在上述空袭活动中，美军虽然损失116架舰载机，但是击伤数艘日舰，并破坏了九州地区的各种设施及交通枢纽，使日军在此后的3周内几乎未能进行反击。
第58特混舰队补给完油料后，于3月23日开始对冲绳岛进行预先航空火力准备，24日，莫顿·戴约海军少将率领强有力的舰炮掩护编队（由旧式战列舰、巡洋舰和驱逐舰编成）与第58特混舰队所属的新式战列舰大队（由李海军中将指挥）开始实施舰炮火力准备。戴约编队原是布兰迪少将登陆支援部队的一部分，斯普鲁恩斯将军担心日军可能组织水面舰艇进行反击，所以就组成一支可以随时派遣的机动编队，以便对付日军的任何袭击。
在对冲绳岛实施预先火力准备的过程中，包括步兵第77师在内的一支登陆突击部队夺占了冲绳岛西南15海里的庆良间列岛，这是整个登陆作战计划的一个组成部分。这些小岛防守薄弱，日军认为它对美登陆部队没有什么用处。实际上，庆良间列岛对美军非常有用。它可为美军提供一个隐蔽的锚地，是一个不可多得的水上飞机基地和补给基地。自3月27日，就有供应舰、油船、修理舰、军火船和第10后勤供应舰编队的各种辅助舰船陆续开进庆良间湾内。这样，就把一个能够进行补给和小修的海上基地建在作战海域之内。进攻庆良间的部队还缴获了携带炸药的日特攻艇约350艘。这种特攻艇曾在仁牙因湾绍美军登陆输送队造成很大威胁，这次在它尚未出动之前就将其解除了武装。攻占庆良间列岛之后，美军的野战炮兵又在更为接近冲绳岛的庆伊濑群岛登陆，在日军翼侧配置了155毫米大炮。
在实施火力准备期间，第58特混舰队及布兰迪编队中的护航航空母舰，为轰炸冲绳地区共出动飞机3；000架次。舰炮火力支援编队共发射炮弹约5；000吨。扫雷部队把冲绳岛附近的一大片水域清扫完毕后，炮火支援舰只向岸边靠得更近，其射击效果更佳。扫雷作业结束后，水下爆破队对选定的西海岸登陆海滩进行了侦查，并炸毁了日军设在水中用来阻挡登陆艇的木桩约2；900根。参加直接火力准备的除第5舰队的炮火支援舰只、火箭发射舰只和航空母舰舰载机外，还有从马里亚纳、菲律宾和中国西部机场起飞的轰炸机队。第58特混舰队负责阻止日军从日本本土前来增援。英国太平洋舰队命名为第57特混舰队，负责阻止日本从台湾方向前来增援，并负责封锁冲绳与台湾之间的一些岛屿，使日军不能使用这些岛上的机场。
途经悉尼和马努斯岛来到这里的英国舰队，由英国海军中将伯纳德·罗林斯指挥，辖有航空母舰4艘、战列舰2艘、巡洋舰5艘和驱逐舰10艘。其兵力与第58特混舰队的一个特混大队大致相同。英国航空母舰的排水量同美国的“埃塞克斯”级航空母舰相等27；000吨。。但其舰载机的数量仅为“埃塞克斯”级航空母舰的二分之一。这时，英国还没有能保障舰队长期出海作战的后勤供应舰编队。从4月20日至5月3日，即在冲绳作战进行最激烈时，英国舰队不得不撤到莱特岛去进行补给。在此期间，只好把布兰迪编队中的护航航空母舰大队调来担任警戒任务，以阻止日军从西南方向来袭。另外，英国航空母舰的封闭式机库既不符合快速作业的需要，也不适于热带海区作战。然而，在冲绳登陆作战中，英航空母舰的装甲飞行甲板比美航空母舰的木制飞行甲板有利。当时，美国的航空母舰只有机库甲板加了装甲。事实证明，对付“神风”特攻机的撞击，英航空母舰坚固得多，损失也较小。
特纳将军指挥的登陆部队分别从圣埃斯皮里图岛、瓜达尔卡纳尔岛、旧金山、西雅图、瓦胡岛、莱特岛、塞班岛等地出发，于4月1日（登陆日）凌晨到达冲绳附近的预定水域。这支庞大的部队辖有舰船1；300艘，载运182；000名登陆兵。其中括包两栖作战第3军（下辖海军陆战第1师和第6师）和步兵第24军（下辖步兵第7师和第96师）。海军陆战第3军和步兵第24军隶属于第10集团军，由西蒙·博利瓦·布克陆军中将指挥。另外，作为预备队的还有3个步兵师，即第27师作为留船待命预备队（总预备队），第81师作为地区预备队，第77师占领庆良间列岛和伊江岛后，也担任预备队的任务。
日军在冲绳岛的抗登陆兵力约100；000人，其中有67；000人是日本陆军的精锐部队，其余是海军陆战队和冲绳地方部队。陆军指挥官牛岛满中将根据日军新规定的战术原则作了抗登陆部署。他命令，凡不必留下的冲绳岛居民均须撤到日本本土去，或集中到冲绳岛北部地区。主要抗登陆兵力部署在冲绳岛南部，即那坝东北的丘陵地带，因为这里既有悬崖绝壁，也有深沟峡谷，地形险要。日军配置了可以相互支援的火炮，用以控制美军能够接近的所有通路，并用堑壕和坑道把各个永备发射点、岩洞、碉堡和其它支援点连接起来，从而使其成为一个坚不可摧的防御阵地。此外，在主要防御阵地周围的同心圆上�